Osnova/Outline:
- development of the criteria for materials selection for the PFCs
Osnova/Outline:
Hlavním předmětem této bakalářské práce je tzv. pinčový výboj. K pinčovému jevu dochází v plazmatu, kterým protéká dostatečně silný elektrický proud, jehož magnetické pole způsobuje kompresi či udržení plazmatického kanálu. Pro svůj jednoduchý princip a přirozený výskyt v mnoha astrofyzikálních i laboratorních systémech (např. tokamaku) patří pinč efekt mezi nejvíce fascinující jevy ve fyzice plazmatu.
V laboratorním prostředí můžeme nalézt mnoho konfigurací těchto výbojů. Historicky nejznámější a nejjednodušší je tzv. Z-pinč, který je produkován na impulzních proudových generátorech, jenž jsou v současnosti nejvýkonnějšími (300 TW, 2 MJ) a nejúčinnějšími (>15 %) laboratorními zdroji rentgenového záření [2]. Naše výzkumná skupina potvrdila i velmi vysokou účinnost konverze elektrické energie do fúzních neutronů [3]. Tyto experimentální výsledky a také jednoduchý princip a konstrukce Z-pinče jsou hlavní motivací pro jeho další studium a široké možnosti užití ve výzkumu termojaderné syntézy, při vývoji impulzních zdrojů rychlých neutronů, v laboratorní astrofyzice, v EUV litografii, v experimentech s vysokou hustotou energie, při testování životnosti jaderných zbraní, při vývoji rtg. laserů atd.
V současné době se naše skupina ve spolupráci s University of Michigan zabývá novou konfigurací, tzv. hybridním X-pinčem, kdy k Z-pinčovému výboji dochází na lokalizovaném místě, které je určené dvěma blízkými kuželovými elektrodami [4]. Motivací tohoto uspořádání je výzkum kompaktního zdroje fúzních protonů a neutronů s krátkou dobou emise.
V rámci bakalářské práce se student seznámí se základní teorií a aplikacemi pinčového výboje [5]. Bude mít možnost podílet se na návrhu, realizaci i vyhodnocení fúzních experimentů na školním zařízení PFZ-200 (proud 200 kA, nárůst proudu 1 μs, cca 108 DD neutronů/výboj, ČVUT v Praze). V rámci rozšíření zkušeností mají naši studenti i možnost účastnit se zahraničních experimentů na PF-1000 (proud 1 MA, nárůst proudu 5 μs, cca 1011 DD neutronů/výboj, Ústav fyziku plazmatu a laserové mikrofúze, Varšava).
Podle osobních dispozic se student v dalších fázích studia může mimo experimentální oblasti zaměřit na pokročilejší teoretický popis pinčového jevu, případně na studium moderní diagnostiky plazmatu s vysokou hustotou energie
Literatura/References:
[1] D. Klír, et al. New J. Phys. 20, 053064 (2018).
[2] C. Deeney, et al.: Phys. Rev. Lett. 81 (1998) 4883.
[3] D. Klír, et al.: Phys. Rev. Lett. 112 (2014) 095001.
[4] G. W. Collins, et al.: Journal of Applied Physics 129, 073301 (2021).
[5] D. Ryutov, M. Derzon, and M. Matzen: Rev. Mod. Phys. 72 (2000) 167.
Jméno vedoucího / Supervisor name: Ing. Jan Novotný; prof. Ing. Daniel Klír, Ph.D.
Pracoviště vedoucího / Supervisor affiliation: FEL ČVUT v Praze
Email vedoucího / Supervisor email:
Outline:
Tungsten is a prime candidate material for the plasma facing components for future tokamaks, where it has to withstand high heat and particle fluxes from the burning plasma. It has a number of favorable properties for this purpose – namely high melting point, high-temperature strength, good thermal conductivity, high resistance to sputtering, etc. – yet some limitations, especially its brittleness. As bulk tungsten is typically processed by thermomechanical treatment involving plastic deformation, it is prone to recrystallization at elevated temperatures, which affects the mechanical properties. The recrystallization behavior itself is a characteristic of tungsten materials processed in a specific way.
The Compass-Upgrade tokamak, currently being built at the Institute of Plasma Physics in Prague, will have a large portion of plasma facing components made of tungsten, therefore a suitable material has to be selected. Recrystallization behavior is among the characteristics that should be explored and would be part of the basis for materials selection.
The proposed bachelor thesis/research task consists of:
1. Getting acquainted with scanning electron microscopy (SEM) and microhardness techniques
2. Participation in laser-induced heating experiments aimed at recrystallization
3. Characterization of recrystallized portion of different tungsten grades as a function of annealing temperature, via SEM and microhardness
Proposed literature:
Matějíček, J. (2013). Materials for Fusion Applications. Acta Polytechnica, 53(2). https://doi.org/10.14311/1761
Description of the COMPASS-U tokamak plasma-facing components https://www.ipp.cas.cz/miranda2/export/sitesavcr/ufp/o-ufp/Verejne_zakazky/CU_PFC_PMC_detailed_description_02.pdf
G. Pintsuk: Tungsten as a Plasma-Facing Material https://doi.org/10.1016/B978-0-08-056033-5.00118-X
M. Richou et al.: Recrystallization at high temperature of two tungsten materials complying with the ITER specifications https://www.sciencedirect.com/science/article/am/pii/S0022311520310266
Osnova/Outline:
Tokamak je zařízení, vytvářející toroidální magnetické pole, používané jako magnetická nádoba pro uchovávání vysokoteplotního plazmatu. Slovo pochází z ruštiny, kde Токамак je zkratkou popisu тороидальная камера с магнитными катушками (toroidní komora v magnetických cívkách). Myšlenka tokamaku se zrodila v 50. letech Igorem Jevgeněvičem Tammem a Andrejem Sacharovem. Dnes se tokamaky považují za jednu z nejnadějnějších cest k realizaci řízené jaderné fúze, která by mohla sloužit jako zdroj téměř neomezeného množství energie.
Vysokoteplotní plazma obsahuje volné elektrony a ionty. Elektrony mohou být za vhodných podmínek v tokamaku urychlovány po kruhových drahách, a to až na energii několik MeV. Odstředivá síla by měla být vykompenzována Lorentzovou silou magnetického pole. Za jistých podmínek se však stane, že část elektronů se nějakým způsobem uvolní a narazí na stěnu tokamaku. Těmto elektronům říkáme ubíhající (run-away electrons). Vznik ubíhajících elektronů je jevem nežádoucím, proto je intenzivně studován s cílem tento jev potlačit. Stávající diagnostika je postavená na detekci tvrdého rentgenového záření, které vzniká, když ubíhající elektrony narazí na stěnu komory tokamaku. Pro detekci ubíhajících elektronů v plazmatu ještě v průběhu jejich vzniku je však třeba vyvinout novou detekční technologii. V posledních letech se výzkum zaměřil na využití inverzního Comptonova jevu, který může takovou technologii umožnit.
Inverzní Comptonův rozptyl je rozptyl světelného fotonu, pocházejícího obvykle z laseru, na relativistickém elektronu. Rozptýlený foton má vyšší energii (v případě rozptylu na ubíhajících elektronech v komoře tokamaku to může být až 10 keV) a je možné ho detekovat některými detektory ionizujícího záření. Mezi takové patří R/O čip Timepix4 se subnanosekundovým časováním, který byl vloni uvolněn CERN pro testování ve vědeckých projektech. Osazení tohoto čipu senzorem ze SiC, který není citlivý na světlo a je velmi radiačně odolný, dělá z takového detekčního zařízení potenciální prostředek zpětné vazby pro řízení plazmového výboje.
Cílem této práce je shrnout dosavadní poznatky o využití inverzního Comptonova rozptylu na tokamacích, osvojit si numerické nástroje popisující tento rozptyl (CAIN nebo Geant4) a experimentálně prozkoumat nové R/O čipy vyvinuté v CERN pro potřeby monitorování ubíhajících elektronů. Práce je navržena jako komplementární k pracím Štěpána Malece, který se dlouhodobě věnuje využití Comptonova jevu pro monitorování ubíhajících elektronů. Práce bude vedena ve spolupráci se společností Advacam, s.r.o., která disponuje čipy Timepix4, a se Slovenskou akademií věd, kde vyvíjí senzory ze SiC. Práce je vhodná pro studenta se zájmem o řešení fyzikálních problémů, programování, zpracování dat a případně o digitální elektroniku a automatizaci. Počítá se, že student nejpozději na začátku doktorského studia naváže spolupráci se zahraničním pracovištěm, kde zúročí poznatky a osobní kontakty získané během řešení své bakalářské a diplomové práce.
Zadání/Task:
1. Nastudujte princip inverzního Comptonova rozptylu a vysvětlete ho v práci pomocí jednoduchých myšlenkových experimentů.
2. Proveďte rešerši odborné literatury (zejména článků publikovaných v mezinárodních vědeckých recenzovaných časopisech a výstupů mezinárodních vědeckých konferencí) s cílem shrnout poznatky o využití inverzního Comptonova rozptylu na tokamacích.
3. Seznamte se se simulačními nástroji CAIN a Geant4 a pokuste se o počítačovou simulaci uvedených myšlenkových experimentů.
4. Seznamte se s detekčními moduly založenými na čipech Timepix3 a Timepix4 osazených různými senzory a na základě výše zmíněných simulací se pokuste odhadnout, zda tyto moduly by byly použitelné v zamýšlené aplikaci.
Literatura/References:
1. R.J.E. Jaspers: „Relativisitc Runaway Electrons in Tokamak Plasmas“, Disertační práce, ISBN 90-386-0474-2, Technische Universiteit Eindhoven, 1995.
2. G. Tallents: „An Introduction to Special Relativity for Radiation and Plasma Physics“, Cambridge University Press, 2022.
3. GERNDT, J., PRŮŠA, P.: „Detektory ionizujícího záření“, ČVUT, 2011.
4. G.F. Knoll: „Radiation Detection and Measurement“, John Wiley & Sons, Inc., 2000
Osnova/Outline:
Laserem buzené plazmatické zdroje tvrdého rentgenového záření s délkou pulzu v řádu několika set femtosekund mají uplatnění např. v ultra-rychlých rentgenových difrakčních experimentech. Plazma je generováno interakcí krátkopulzního (fs) laserového svazku s terčem o vysoké hustotě – prvek s vysokým protonovým číslem – obvykle kov. Zdroj v ELI Beamlines využívá jako terč měděnou pásku a generuje záření o energii 8 keV (K-alfa čára mědi). Cílem projektu je vytvoření programového vybavení (v prostředí LabVIEW/Matlab) pro ovladání experimentu a sběr dat z diagnostiky rentgenových impulzů. V tomto programovém modulu bude zahrnut systém pro nastavení osciloskopu a průběžné zobrazení naměřených dat včetně informací o počtu emitovaných fotonů a stabilitě jednotlivých rentgenových impulzů. Závěrem bude provedeno experimentální měření demonstrující použitelnost daného programového modulu.
Vedoucí: Ing. Tomáš Parkman, Ph.D. (
Konzultant: Ing. Jaroslav Nejdl, Ph.D. (
Abstrakt
Generace vysokoenergetických částic i elektromagnetického záření je běžná v okolí astrofyzikálních objektů, jako jsou například rotující neutronové hvězdy nebo černé díry. Interakcí vysoce výkonných petawattových laserů s plazmatem jsme schopni takové prostředí vytvořit v laboratorních podmínkách a zkrotit nelineární relativistické interakce které uvnitř probíhají ke generaci ultrakrátkých pulzů rentgenového záření. Takové záření nachází využití např. při zkoumání materiálů na časové úrovni pohybu jednotlivých atomů nebo v lékařském nebo průmyslovém rentgenovém zobrazování. Náplní této práce bude experimentální realizace těchto relativistických zdrojů záření a jejich teoretické zkoumání pomocí pokročilých numerických simulací s cílem zvýšit jas rentgenového zdroje, jeho energetickou laditelnost a stabilitu.
Detaily projektu
Laserový system L3 HAPLS je navržen ke generaci extrémně vysokého špičkového výkonu 1 petawatt (PW) v délce pulzu kolem 30 femtosekund (fs). S takto krátkými laserovými pulzy je možné vyvinout nové techniky a nástroje pro základní výzkum. Jednou z hlavních aplikací těchto systémů je kompaktní elektronový urychlovač založený na interakci laseru s plazmatem. Základní myšlenka laserového urychlování elektronů (laser wakefield acceleration – LWFA) je založena na generaci brázdové vlny v plazmatu. Tato brázdová vlna má obrovské elektrické pole, které pro elektrony zachycené v této vlně vytváří urychlující gradient větší než 100 MeV/mm. S lasery o výkonu ~PW bylo již experimentálně dosaženo energie elektronu větší než 8 GeV.
Urychlující se nabitá částice vyzařuje elektromagnetické záření. V průběhu urychlování na brázdové vlně elektrony oscilují kolem osy šíření laseru. Tyto příčné oscilace jsou zodpovědné za generaci širokospektrálních ultrakrátkých pulzů elektromagnetického záření v tvrdé rentgenové oblasti, kterému se říká tzv. Betatronové záření. Generace ještě tvrdšího záření je možné docílit zvětšením oscilační frekvence elektronů, což může nastat pokud proti nim například pošleme jiný laserový pulz, jehož vlnová délka je z referenčního rámce elektronů relativisticky kontrahovaná, což vyústí v mnohem rychlejší oscilaci, která je příčinou generace gamma záření.
Cílem tohoto projektu bude seznámení s těmito zdroji, zlepšování jejich charakteristik pomocí pokročilých numerických simulací a jejich případná experimentální realizace.
Možné úkoly studentské práce:
Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Nejdl, Ph.D. (
Konzultant: Mgr. Marcel Lamač (
Osnova:
Horká hustá hmota (Warm Dense Matter, WDM) je stav hmoty mezi pevnou fází a ideálním plazmatem. Nachází se například v jádru velkých planet a malých hvězd, nebo po extérmně krátkou dobu jako přechodový stav v laserových experimentech, mj. těch vedoucích k laserem zapálené fúzi (ICF). Má hustotu srovnatelnou s hustotou pevné látky, ale teplotu (a tedy i tlak) výrazně vyšší - tisíce až miliony stupňů. Takovýto stav hmoty je velmi náročné vytvořit a téměř nemožné udržet, a zároveň je extrémně náročné ho modelovat.
Naše skupina provedla v loňském roce experiment, při kterém jsme do měděného terčíku 'střelili' ultra-intenzivním rentgenovým pulzem na European XFEL v Hamburku (x-ray free electron laser). Tento laser je natolik silný, že během svého trvání (25fs) dokáže hmotu zahřát na teplotu zhruba půl miliónu stupňů.
Energie tohoto laseru jsme zároveň ladili tak, aby 'rezonovala' s energií různých atomových přechodů v čerstvě vzniklé silně ionizované hmotě. Poté pozorujeme rentgenové záření které je vybuzené touto rezoanancí, což nám otevírá pohled do nitra těchto atomů. Například jsme schopi pozorovat posuv některých spektroskopických čar a hran, který za těchto podmínek ještě nebyl pozorován a ani neodpovídá analytickým teoriím. Tento posuv (Stark shift) je způsoben pohybem volných elektronů v okolí vyzařujícího iontu (plasma screening) a je tedy přímo závislý na teplotě té hmoty. V našem případě je ovšem hmota v extrémně nerovnovážném stavu - to znamená že rozdělení energie elektronů neodpovídá Maxwellovu rozdělení. Tím pádem všechny modely které počítají s rovnovážným stavem nutně selhávají - jak se to ostatně děje často pro simulace WDM.
V tomto projektu nyní nabízíme studentské práce. V rámci nich seznámíme studenty s touto zajímavou tematikou, aby mohli porozumět naměřeným datům a srovnat je s teorií a modelováním. Dále se student může účastnit navazujících experimentů, případně pomoci s jejich návrhem. Naše pracoviště se nachází v Drážďanech, předpokládáme především vzdálenou spolupráci s občasným setkáním v Praze nebo u nás, a ideálně týdenní pobyt v Hamburku na experimentu. Konkrétní téma, obsah a zaměření rádi upravíme na míru zájmům studentů.
Právě budovaná pozemní gama observatoř Čerenkov Telescope Array (CTA) bude citlivá na kosmické fotony velmi vysokých energií od 20 GeV do 300 TeV. V tomto energetickém rozsahu CTA řádově překoná citlivost a úhlové rozlišení všech dosavadních pozemních gama observatoří, a bude poskytovat přesná data, díky kterým bude například možné zodpovědět otázky původu kosmického záření vysokých energií, či povahu temné hmoty. Observatoř bude sestávat z několika desítek teleskopů vybudovaných ve dvou lokalitách na Zemi pro dosažení celooblohového pokrytí. Prototyp prvního velkého teleskopu pro CTA, LST-1, byl v roce 2018 vybudován na ostrově La Palma a od té doby je ve zkušebním provozu a nabírá první data. Čerenkovské dalekohledy využívají nepřímou metodu detekce gama fotonů, pro které je zemská atmosféra neprůhledná, a pozorují čerenkovské záření spršek sekundárních částic vznikajících po interakci primárního gama fotonu s jádry atomů v atmosféře. Rekonstrukce vlastností primárních gama fotonů ze snímků spršky sekundárních částic je velmi specifická, a vyžaduje přesné Monte Carlo simulace zahrnující modely částicových interakcí, atmosféry a samotného detektoru.
Práce se bude zabývat metodami rekonstrukce snímků spršek s využitím moderních metod strojového učení, konkrétně konvolučních neuronových sítí. Cílem práce bude charakterizovat přesnost takovéto rekonstrukce a její srovnání s klasickými metodami, zejména pro klasifikaci primárních částic.
The Cherenkov Telescope Array (CTA) will be the next generation ground-based very-high-energy gamma-ray observatory, sensitive from 20 GeV up to 300 TeV. In this energy range, the overall sensitivity of CTA and its angular resolution will significantly exceed the performance of all existing ground-based gamma observatories. Unprecedented precise data provided by CTA will shed light on the origin of high-energy cosmic rays, or the nature of dark matter. CTA will consist of several dozens of telescopes built on two sites selected to cover the entire sky. The Large-Sized Telescope prototype (LST-1) was inaugurated in October 2018 in La Palma (Spain) and it is currently in the commissioning phase. Cherenkov telescopes in general detect the cosmic gamma rays (which cannot penetrate the Earth's atmosphere) indirectly by observation of Cherenkov radiation of secondary shower particles, resulting from the interaction of the primary cosmic gamma-ray photon with atomic nuclei in the atmosphere. Reconstruction of properties of the primary gamma-ray photon requires precise Monte Carlo simulations including particle interaction models, models of the atmosphere, and models of the telescope itself.
The thesis will investigate advanced modern methods of shower reconstruction using convolutional neural networks. The thesis aims to characterize the performance of such reconstruction and its comparison with standard reconstruction methods, particularly for the classification of primary particles.
Literatura / reference:
[1] (Bose et al 2022) https://arxiv.org/pdf/2201.06789.pdf
[2] (Caraveo 2020) https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s40766-020-00006-3.pdf
[3] (Jurysek et al 2021) https://arxiv.org/pdf/2111.14478.pdf
[4] (Jacquemont et al 2021) https://arxiv.org/pdf/2105.14927.pdf
[5] (Nieto et al 2019) https://arxiv.org/pdf/1912.09898.pdf
Zemská atmosféra je pro kosmické gama fotony vysokých energií neprůhledná. Tyto fotony interagují s jádry atomů v atmosféře a vytváří spršky sekundárních částic vyzařující tzv. čerenkovské záření, které můžeme detekovat pozemními dalekohledy. Dalekohled SST-1M byl vyvinut jako prototyp malého dalekohledu pro budoucí observatoř Čerenkov Telescope Array, a je citlivý na čerenkovské záření spršek indukovaných v atmosféře primárními gama fotony o energiích větších než 3 TeV. Fyzikální a Astronomický Ústav AV ČR ve spolupráci se zahraničními institucemi v současné době uvádí do provozu dvojici těchto dalekohledů na observatoři v Ondřejově. Stereoskopická pozorování spršek umožní rekonstruovat vlastnosti primárních gama fotonů s mnohem větší přesností, než pokud by každý ze dvojice dalekohledů pracoval samostatně. Diplomová práce se bude zabývat vývojem metod stereoskopické rekonstrukce spršek a povede ke stanovení citlivosti, a úhlového a energetického rozlišení dvojice dalekohledů.
Velké zorné pole dalekohledů umožní pozorovat rozlehlé zdroje záření gama v naší Galaxii, mezi které patří také nová třída objektů, tzv. TeV hala. Tyto objekty vznikají volným šířením rychlých elektronů a pozitronů unikajících z centrálního pulzaru potom, co díky své velké rychlosti opustí mlhovinu pulsarového větru. Díky tomu mohou TeV hala sloužit jako unikátní laboratoře pro nezávislé stanovení hodnot difuzního koeficientu v modelech šíření relativistických částic v prostředí naší Galaxie. Dalším cílem práce bude zhodnocení perspektivy dalekohledů SST-1M pro detekci a morfologické studie těchto objektů.
The Earth's atmosphere is not transparent for cosmic gamma-ray photons of very high energies. These photons interact with atomic nuclei in the atmosphere and produce showers of secondary particles emitting the so-called Cherenkov radiation, which can be detected with ground-based Cherenkov telescopes. SST-1M was developed as a prototype of a Small-Sized Telescope for the Cherenkov Telescope Array, designed for observations of the gamma-ray induced atmospheric showers of energies above 3 TeV. Institute of Physics and Astronomical Institute of AS CR in collaboration with foreign institutes currently operates a pair of these telescopes at the Ondrejov Observatory. Stereoscopic observation of the atmospheric showers will allow for a reconstruction of the physical properties of the primary gamma-ray photons with much better precision than if the telescopes were operated independently. The thesis will investigate stereoscopic reconstruction, aiming at the determination of sensitivity, and angular and energy resolution of the telescope pair.
Large Field-Of-View of the SST-1M telescopes allows observing extended galactic gamma-ray sources, such as the relatively recently established class of the so-called TeV halo objects. In TeV halos, the high-energy gamma-ray emission is due to Inverse Compton scattering of relativistic electrons accelerated by a pulsar, freely escaping into the interstellar medium (ISM) after the pulsar leaves the Pulsar Wind Nebula. Observations of the TeV halos can be therefore used as a unique probe of the propagation of relativistic particles in the ISM. The thesis will aim to characterize the performance of the SST-1M telescopes for the detection and morphological studies of these objects.
Literatura / Reference:
[1] (Jurysek et al 2019) https://arxiv.org/pdf/1907.08061.pdf
[2] (Bose et al 2022) https://arxiv.org/pdf/2201.06789.pdf
[3] (Caraveo 2020) https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s40766-020-00006-3.pdf
[4] (Lopez-Coto et al 2021) https://arxiv.org/pdf/2202.06899.pdf
Na největším současném urychlovači LHC nabírají data 4 velké komplexní detektory. Každý z těchto experimentů produkuje velké množství dat (desítky PB ročně) v různých formátech. Části těchto dat v redukovaném formátu jsou k dispozici všem zájemcům přes portál otevřených dat. Experiment ATLAS publikoval poslední data v roce 2020 ze srážek nabraných při Run2. Současně byly připraveny některé nástroje pro práci s daty a příklady analýz, a to v prostředí virtuálních strojů nebo přes webové rozhraní. Tyto nástroje je nutné rozšířit na modernější a pro uživatele snadnější použití v kontejnerech. Cílem práce je připravit část dat do vhodného formátu pro Open Data z další etapy nabírání dat, která započala v červenci 2022 (Run3). To zahrnuje testování vhodného formátu dat a zopakování vybrané analýzy na tomto formátu.
Literatura / Literature:
[1] The ATLAS collaboration: Review of the 13 TeV ATLAS Open Data release, https://cds.cern.ch/record/2707171/files/ANA-OTRC-2019-01-PUB-updated.pdf.
[2] ATLAS Open Data – a genuinely collaborative approach for the creation of educational resources, https://cds.cern.ch/record/2783039/files/ATL-OREACH-PROC-2021-001.pdf a odkazy v těchto pracích.
Pozemská atmosféra je neustále bombardována nabitými částicemi o energiích dalece převyčujících energie dosažitelné na stávající generaci urychlovačů. Interakce těchto částic následně vytvářejí extenzivní atmosférické spršky, které je možné detekovat na obřích polích povrchových detektorů, např. na Observatoři Pierra Augera v Argentině. Tento a podobné experimenty se při studiu fyzikálních vlastností spršek kosmického záření řídí předpověďmi modelů hadronických interakcí na nejvyšších energiích. Žádný z těchto modelů ale nezvládá správně popsat počet pozorovaných mionů na zemském povrchu - relativní rozdíl je v desítkách procent a nyní už se jedná o fakt potvrzený současnou i minulou generací astročásticových experimentů. Cestou z této tenze by byla změna modelů hadronických interakcí tak, aby předpovídaly výrazně větší počet mionů dopadajících na zemský povrch. Takový zásah je ovšem silně netriviální, protože se mimojiné zároveň musí zachovat předpovědi pro ostatní pozorovatelné, které jsou aktuálně v dobrém souladu s exerimentem. Za účelem průzkumu přípustných modifikací byla na fyzikálním ústavu vytvořena rozsáhlá knihovna Monte-Carlo simulací spršek s ad-hoc modifikovanými vlastnostmi hadronických interakcí. Student/ka by se seznámil/a se základní fenomenologií spršek kosmického záření na nejvyšších energiích, naučil/a by se zpracovat velký objem nasimulovaných dat a extrahovat z nich relevantní proměnné a v závěru by se některé z nich pokusil/a porovnat s publikovanými výsledky existujících astročásticových experimentů.
Literatura / Literature:
[1] J. Mathews, "A Heitler model of extensive air showers", Astropart. Phys. 22 (2005) 387.
[2] R. Ulrich, R. Engel, and M. Unger. Hadronic Multiparticle Production at Ultra-High Energies and Extensive Air Showers. Phys. Rev. D , 83:054026, 2011.
[3] D. Perkins, Particle Astrophysics, Oxford Univ. Press, 2009, ISBN10: 0199545464/0-19-954546-4.